formaÇÃo da microestrutura dos ferros … · estabelecem limite máximo (comparar com nodular!)...
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Composições Químicas Básicas
• % carbono : 2,7 a 3,8% • % silício : 1,5 a 2,6 %
• carbono equivalente: “ %Si=1/3 %C ”• C.E. = % C + 1/3 % Si ( e P )• CE : 3,5 a 4,4%
DIAGRAMA DE FASES•formação da austenita
•reação eutética
•sistema metaestável (Fe3C)
•sistema estável (grafita)
•resfriamento até o eutetóide
•reação eutetóide
•sistema metaestável (Fe3C)
•sistema estável (grafita)
Formação da austenita primária
Carbono equivalente
• alto
• baixo
Líquido
Dendrita deAustenita
calcular Vvγ para
*CE= 3,5%
*CE= 4,2%
COMO SE SOLIDIFICA O FERRO FUNDIDO?
células eutéticas
macro: barra congelada(solidificação interrompida)
35
Temperatura de equilíbrioestável x metaestável
T x %CLÍQUIDO
E
E’ SÓLIDOSA u s t e n i t a + g r a f i t a
A u s t e n i t a + c eme n t i t a
Tem
Tee
36
Estável x metaestável(grafita x cementita)
Líquido
Austenita + grafita Célula eutéticafofo cinzento/nodular
Austenita + cementita Célula eutética
fofo branco
curvas de resfriamento
Tee
Tem
38
Efeito da composição química(e da velocidade de resfriamento)
• Composição base • Facilitando para a grafita
Alto Si / Baixo Cr TeeTee
Tem
Tem
39
Efeito da composição química
• Composição base • Facilitando para os carbonetos
Tem
Tee
Tem
Alto Cr / Baixo silício
Tee
40
Estrutura mesclada
• Superresfriamento eRecalescência
• Segregação de Cr, Mn ...
Tee
Tem
início da solidificação
fim da solidificaçãoTem
Constituição dos ferros fundidosPor que há tanta variação das propriedades?
⇒variações da microestrutura
ferramenta básica : metalografia•seleção da posição ( toda peça é heterogênea)•corte, lixamento e polimento•caracterização da grafita•ataque •caracterização dos demais constituintes
Constituição dos ferros fundidosalguns conceitos
FASES E MICROCONSTITUINTESFASES:substância “homogênea” com estrutura e composição previstas no diagrama de fases, para cada composição e temperatura. Exemplos:
líquido; ferrita; grafita; austenita; cementita
MICROCONSTITUINTES:
São formados por uma ou mais fases. Exemplos:
perlita ( ferrita+cementita)
ledeburita(perlita+cementita)
grafita
ferrita
Constituição dos ferros fundidos alguns conceitos
MICROESTRUTURA
•É formada pelos diversos microconstituintes
•O que pode variar?
1) tipos de constituintes presentes
2)quantidades de cada um
3)morfologia / distribuição / tamanho
Constituição dos ferros fundidos alguns conceitos
grafita
•constitui cerca de 10% do volume (obs.:densidade=2,25)
•várias morfologias e tamanhos
classificação
Contribuição da Grafita
•Diminui o LR, a Resist. à Fadiga e a Dureza•efeitos mais graves para partículas grosseiras
•Melhora a usinabilidade
•Aumenta o efeito de amortecimento de vibrações
•melhora condutividade térmica e resist. a choque ou fadiga térmicos
•responsável pelo efeito de auto-alimentação
Constituição dos ferros fundidos alguns conceitos
perlita
•responsável pela resistência mecânica; constitui 100% da matriz de fofos de alto LR.
•é formada de lamelas alternadas de ferrita (mole) e cementita (dura)
•dureza e resist. mecânica variam com grau de refinamento : 170 a 330 Brinell
figura
Constituição dos ferros fundidos alguns conceitos
ferrita
•presente nos fofos de menor LR•dureza entre 70 e 150 Brinell - depende da %Si•diminui dureza e resistência mecânica•facilita usinagem•frequentemente, especificações de clientes estabelecem limite máximo (comparar com nodular!)
Constituição dos ferros fundidos alguns conceitos
cementita livre
•altíssima dureza: 800 a 1100 •aumenta a dureza do ferro fundido•diminui a resistência mecânica•prejudica muito a usinabilidade•aumenta a resistência ao desgaste: discutir aplicações!•“rouba” grafita necessária à auto-alimentação
gráfico
Constituição dos ferros fundidos alguns conceitos
steadita
•decorre da presença do elemento P•forma-se a partir de teores próximos a 0,1%P•alta dureza : 400 a 600 (mais, com Cr,etc)•fragilizante•prejudicial à usinabilidade•associada a microrrechupe